Базовые сетевые топологии

1. Шинная топология – рабочие станции с помощью сетевых адаптеров подключаются к общей магистрали (шине/ кабелю). В процессе работы сети информация от передающей станции поступает на адаптеры всех рабочих станций, но воспринимается только адаптером той рабочей станции, которой она адресована. При такой архитектуре компьютеры локальной сети подключаются последовательно к одному кабелю. В этот кабель врезаются разъемы, подключаемые к сетевой карте (рисунок 5.2). Достоинством этой архитектуры является минимальная длина сетевого кабеля. Недостатком является то, что при поломке одного разъема выходит из строя вся сеть.

Скорость обмена по такой сети составляет 10 Мбит/с.

Рисунок 5.2- Линейная архитектура сети. Кружками обведены разъемы

2. Звездообразная топология – характеризуется наличием центрального узла коммутации – сетевого сервера, которому или через который посылаются все сообщения.

При такой архитектуре компьютеры локальной сети подключаются к одному месту — хабу — каждый своим отдельным кабелем (рисунок 5.3).

Недостатком является большая суммарная длина всех сетевых кабелей. Достоинство заключается в устойчивости сети к мелким поломкам: если не работает какой-то сетевой кабель, сеть все равно работает для всех остальных компьютеров. Однако если выйдет из строя хаб, то не работает вся сеть, пока хаб не заменят новым.

Скорость обмена по такой сети составляет либо 10, либо 100 Мбит/с.

Рисунок 5.3 – Звездообразная архитектура сети

Два или три компьютера можно объединить в сеть очень просто. Для этого их нужно соединить кабелями любым способом. Два компьютера можно соединить даже без использования сетевых карт. Для передачи файлов подходят самые простые программы. Если используются сетевые карты, то при подключение вторым из способов, описанных выше, можно обойтись без хаба (рисунок 5.4). Три компьютера можно соединить только с помощью сетевых карт по стандартной линейной или звездообразной архитектуре. Если хаб не используется, то одному из трех компьютеров приходится иметь две сетевые карты (рисунок).

Рисунок 5.4 – Соединение двух и трех ПК без хаба

3. Кольцевая топология – характеризуется наличием замкнутого канала передачи информации в виде кольца или петли. В этом случае информация последовательно передается между рабочими станциями до тех пор, пока не будет принята получателем. Недостатком сети является повышенная чувствительность к повреждению канала.

Процесс передачи данных в сети определяют шесть компонент:

· Компьютер-источник.

· Блок протокола.

· Передатчик.

· Физическая кабельная сеть.

· Приемник.

· Компьютер адресат.

Компьютер-источник может быть рабочей станцией, файл-сервером или любым компьютером, подключены к сети. Блок протокола состоит из набора микросхем и программного драйвера для сетевого интерфейса. Он отвечает за логику передачи данных в сети. Передатчик посылает электрический сигнал через физическую топологическую схему. Приемник распознает, принимает сигнал и посылает его в бок протокола, а то туда сигнал направляется к компьютеру адресату.

Сетевые технические средства.

Базовые компоненты и технологии, связанные с архитектурой локальных и территориально-распределенных КС, могут включать в себя:

· Аппаратное обеспечение,

· Кабели,

· Серверы,

· Сетевые интерфейсные платы (сетевой адаптер. Самые известные Arcnet, Token Ring, Ethernet),

· Концентраторы,

· Коммутаторы,

· Маршрутизаторы (территориально-распределенные сети),

· Серверы удаленного доступа (ТРЛС),

· Модемы (ТРЛС),

· Структурированные кабельные решения.

Кабели. Данные по кабелю передаются в виде пакетов, пересылающихся с одного сетевого устройства на другое.

· Витая пара – кабель данного типа бывает двух видов: экранированная витая пара и неэкранированная витая пара. Оба типа кабелей состоят из пары скрученных медных проводов. Кабель типа неэкранированная витая пара более доступен по стоимости, более простой в инсталляции. Единственным недостатком такого кабеля является чувствительность к помехам и шумам в линии. Кабели категории витая пара бывают разной категории(3,4, или 5). Чем выше номер категории, тем большую скорость передачи поддерживает кабель.

· Толстый и тонкий коаксиальный кабель – подобен стандартному телевизионному кабелю.

· Оптоволоконный кабель – поддерживает скорость передачи данных (в виде пакетов) 10,100 или 1000 Мбит/с. Данные передаются с помощью световых импульсов, проходящих по оптическому волокну. Данный тип кабеля применяется в центральных магистральных сетях, т.к. обеспечивает полную защиту от электрических помех.

Серверы – представляют собой ПК с жестким диском большой емкости, на котором хранятся приложения и файлы, доступные пользователям сети.

Сетевые интерфейсные платы (сетевые адаптеры) – физический интерфейс между компьютером и сетевым кабелем. Устанавливаются на настольных и портативных ПК. Служат для взаимодействия с другими устройствами в локальной сети. Основная функция сетевого адаптера – передача и прием информации в сети. В соответствии с определённым протоколом управляют доступом к среде передачи данных. Размещаются в системных блоках компьютеров, подключенных к сети. К разъёмам адаптеров подключается сетевой кабель. Сетевой адаптер имеет сетевой адрес, определяющий его место в сети.

Трансиверы повышают уровень качества передачи данных по кабелю, отвечают за приём сигналов из сети и обнаружение конфликтов.

Концентраторы (хаб) – устройства множественного доступа, выполняющее роль центральной точки соединения в топологии “звезда”. В основном функция концентратора состоит в объединении пользователей в один сетевой сегмент.

Коммутаторы – устройство, обеспечивающее высокоскоростную коммутацию пакетов между портами. В отличие от концентраторов, осуществляющих широковещательную рассылку всех пакетов, принимаемых по любому из портов, коммутаторы передают пакеты только целевому устройству(адресату), т.к. знают адрес каждого подключенного устройства, в результате увеличивается скорость передачи данных в сети.

Маршрутизаторы – могут выполнять следующие функции: подключение ЛС к ТРЛС (территориально-распределенные локальные сети), соединение нескольких ЛС. Маршрутизаторы зависят от используемого протокола (например, TCP/IP). Принимают решение о наилучшем маршруте доставки данных, руководствуясь такими факторами как стоимость и скорость доставки. Кроме того позволяют управлять трафиком широковещательной рассылки, обеспечивая рассылку данных только в нужные порты.

Коннекторы (соединители) для подключения кабелей к компьютеру; разъёмы для соединения отрезков кабеля.

Серверы удаленного доступа – используется в случае необходимости обеспечения доступа к сети удаленных пользователей. Это устройство позволяет нескольким пользователям подключаться к сети по телефонной линии (набирая один телефонный номер) и обращаться к сетевым ресурсам, как и при работе в офисе.

Модемы – позволяют пользователям ПК обмениваться информацией и подключаться к Internet по обычным телефонным линиям. В отличие от маршрутизаторов, обеспечивающий общий внешний доступ пользователей, модем поддерживает в каждый момент только одно соединение.

Связь сетей между собой выполняют с использованием шлюзов и брандмауэров.

Шлюз – специальное программное средство (или компьютер), предназначенное для связи сетей, использующих в работе работающих различные протоколы.

Брандмауэр представляет собой компьютер (или программу), обеспечивающий сетевую безопасность, т. е. препятствующий несанкционированному перемещению данных между сетями.

По способу управления сетью или взаимодействия компьютеров между собой сети подразделяются на два типа: одноранговые и серверные.

Одноранговые сети (рабочие группы) построены по принципу равноправия участников. Каждый участник единолично решает вопрос доступности своих данных для других. Одноранговые сети объединяют обычно не более 10 компьютеров, поскольку при большем количестве машин производительность сети снижается.

Серверные сети создаются на основе выделенного сервера. Сервер – это компьютер (или программа), специально оптимизированный для быстрой обработки запросов от сетевых клиентов и защиты данных. Для реализации принципов безопасности и управления работой сети используется совокупность мероприятий, называемых политикой сети. Управление сетевыми политиками осуществляется уполномоченным – сетевым администратором.

Передача данных от одного компьютера к другому заключается в выполнении сетевой операционной системой определенных процедур – протоколов. Протоколы разрабатываются на основе рекомендаций Международного института стандартизации (ISO – International Standard Organization) по взаимодействию открытых систем (OSI – Open System Interconnection).

Для передачи данных по сети выполняется ряд последовательных шагов, каждому из которых соответствует свой протокол. Стандартными промышленными протоколами, обеспечивающими связь между компьютерами разных типов, являются протоколы TCP и IP.

Протокол TCP (Transmission Control Protocol – протокол управления передачей) – протокол транспортного уровня. В соответствии с TCP данные делятся на маркированные пакеты и затем отправляются по назначению.

Протокол IP (Internet Protocol – протокол Интернет) – адресный. Этот протокол определяет, куда происходит передача. Его суть заключается в том, что каждый компьютер в сети должен иметь свой идентификационный 32-битный (в двоичной системе) номер – IP -адрес.

Для удобства была введена Доменная Система Имен (DNS – Domain Name System), которая ставит в соответствие числовому IP-адресу компьютера уникальное доменное имя. Домен – совокупность компьютеров с единой базой имен.

Для перевода буквенного доменного имени в IP-адрес цифрового формата служат DNS-серверы.

Стандартизация протокола TCP / IP в 1983 г. привела к появлению Интернета – глобального сообщества малых и больших сетей. Интернет – глобальное информационное пространство, содержащее огромное количество информации, доступное миллионам пользователей всего мира (рисунок 5.5).

Рисунок 5.5– Схема телекоммуникационных связей групп в Интернете

Дата добавления: 2014-01-06